结构设计-相片架制作

结构设计——相片架制作一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解结构的概念、分类及影响结构强度和稳定性的因素。掌握简单结构设计的基本流程和方法，学会运用力学原理分析相片架结构。熟练使用绘图工具绘制相片架的设计草图和施工图。能够根据设计方案选择合适的材料和加工工艺制作相片架。2.过程与方法目标通过对相片架结构的分析、设计和制作，培养学生的观察能力、分析能力、创新思维能力和动手实践能力。经历小组合作完成相片架制作的过程，提高学生的团队协作能力和沟通能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对结构设计的兴趣和热情，培养学生的审美情趣。让学生体验结构设计成功的喜悦，增强学生的自信心和成就感，培养学生勇于探索和创新的精神。

二、教学重难点1.教学重点理解结构的基本概念、分类及影响结构强度和稳定性的因素。掌握结构设计的一般流程和方法，能够进行简单的结构设计。学会运用力学原理分析相片架结构，选择合适的材料和加工工艺。2.教学难点如何引导学生运用创新思维进行相片架结构设计，使其具有独特的造型和功能。如何确保相片架结构的强度和稳定性，解决制作过程中遇到的实际问题。

三、教学方法1.讲授法：讲解结构设计的基本概念、原理和方法，使学生系统地掌握相关知识。2.演示法：通过实物展示、多媒体演示等方式，直观地展示结构设计的过程和要点，帮助学生理解。3.讨论法：组织学生进行小组讨论，鼓励学生交流想法，激发学生的思维，培养学生的团队协作能力。4.实践法：让学生亲自动手制作相片架，在实践中巩固所学知识，提高动手能力和创新能力。

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）1.教师提前在教室的展示台上摆放一些不同类型的相片架，有木质的、塑料的、金属的，造型各异。2.上课伊始，教师提问："同学们，大家看看展示台上这些漂亮的相片架，它们不仅可以展示我们珍贵的照片，还具有一定的装饰性。那你们有没有想过这些相片架是怎么设计出来的呢？它们的结构又有什么特点呢？"3.引导学生观察相片架的外观、材质和连接方式，鼓励学生分享自己对相片架结构的初步认识，从而引出本节课的主题结构设计之相片架制作。

（二）知识讲解（15分钟）1.结构的概念通过PPT展示一些生活中常见的结构图片，如桥梁、房屋、桌椅等，向学生讲解结构的定义：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。举例说明结构在生活中的广泛应用，强调结构对于实现物体功能的重要性。2.结构的分类按照结构的受力形式，将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构。结合相片架实例，分别介绍这三种结构类型：实体结构：如一些厚重的木质相片架，它是由实心的材料构成，受力特点是外力分布在整个体积中，主要承受压力。框架结构：大多数金属或塑料相片架属于框架结构，由细长的构件组成骨架，通过节点连接，受力特点是通过杆的传力，能承受较大的拉力和压力。壳体结构：像一些造型独特的球形或弧形相片架，它是由曲面形的板组成，主要承受压力，具有很好的空间受力性能。3.影响结构强度和稳定性的因素结构强度：指结构抵抗外力破坏的能力。影响结构强度的因素包括材料的性质、结构的形状、构件的连接方式等。材料的性质：不同材料的强度不同，例如钢材的强度比木材高。在设计相片架时，要根据所需的强度选择合适的材料。结构的形状：以三角形为例，讲解三角形具有稳定性，在相片架结构中合理运用三角形可以增强结构的强度。通过展示一些含有三角形结构的相片架图片，让学生直观感受。构件的连接方式：如榫接、焊接、铆接、螺栓连接等，不同的连接方式会影响结构的整体性和强度。结构稳定性：指结构在负载作用下维持其原有平衡状态的能力。影响结构稳定性的因素有结构的形状、重心位置、支撑面积等。结构的形状：同样以三角形为例，说明其稳定性在增强结构稳定性方面的作用。重心位置：通过简单的实验演示，让学生理解重心越低，结构越稳定。比如在一个不规则形状的物体上添加重物，观察其重心变化对稳定性的影响。支撑面积：支撑面积越大，结构越稳定。引导学生思考相片架的底座设计与支撑面积的关系。

（三）案例分析（15分钟）1.展示几个不同设计的相片架案例，包括传统样式和一些具有创意的现代样式。2.对每个案例进行详细分析：结构组成：分析相片架由哪些部分构成，如框架、面板、支撑脚等。受力分析：讲解相片架在放置照片后的受力情况，包括重力、侧向力等，以及结构如何抵抗这些力。设计特点：探讨每个案例的独特设计之处，如造型的独特性、材料的选择、连接方式的巧妙运用等，引导学生思考其优点和可借鉴之处。3.组织学生分组讨论：让学生以小组为单位，对展示的案例进行讨论，分析其结构设计的合理性和不足之处。鼓励每个小组提出改进方案或自己的创新设计思路，然后派代表发言，分享小组讨论的结果。

（四）设计阶段（20分钟）1.布置设计任务：要求学生设计一个具有独特造型和一定功能的相片架。2.设计要求：结构合理，能够稳定地放置照片。造型美观，具有一定的创新性。可选用木材、塑料、金属等常见材料进行制作。3.设计步骤：构思创意：学生先独立思考，在脑海中构思相片架的大致形状和功能特点，可以从生活中的各种事物、艺术作品、自然现象等获取灵感。绘制草图：使用铅笔和直尺等工具，将构思好的创意绘制成草图。草图要清晰地表达相片架的整体结构、各个部件的形状和连接方式等。尺寸标注：在草图上标注出各个部件的关键尺寸，确保设计的准确性。方案优化：完成草图后，对设计方案进行自我评价和小组内交流讨论，根据他人的建议和自己的思考，对方案进行优化和完善。4.教师巡视指导：在学生设计过程中，教师巡回观察各小组的进展情况，及时给予指导和帮助。对于遇到困难的学生，引导他们从不同角度思考问题，鼓励他们大胆创新；对于设计思路较好的学生，进一步启发他们挖掘设计的潜力，使其方案更加完善。

（五）材料与工艺介绍（10分钟）1.材料选择根据设计要求，介绍几种适合制作相片架的材料及其特点：木材：质地温润，给人自然、温馨的感觉，加工方便，但需要注意木材的干燥处理，防止变形。塑料：材质轻盈、色彩丰富、造型多样，成本较低，但强度相对较弱。金属：强度高、坚固耐用、外观现代感强，不过加工难度较大，成本较高。让学生根据自己设计的相片架特点，选择合适的材料，并说明选择理由。2.加工工艺针对不同材料，介绍相应的加工工艺：木材加工：包括锯割、刨削、钻孔、榫接等工艺。通过视频演示或实物展示，让学生了解这些工艺的操作方法和注意事项。塑料加工：常见的有注塑成型、热弯、粘接等。讲解塑料加工过程中的温度控制、模具使用等要点。金属加工：如剪切、冲压、焊接、折弯等。强调金属加工的安全问题，如防止烫伤、触电等。鼓励学生根据所选材料和设计方案，合理选择加工工艺，并在制作过程中灵活运用。

（六）制作阶段（30分钟）1.学生分组：根据学生人数，将学生分成若干小组，每组45人。每个小组推选一名组长，负责组织协调小组内的工作。2.准备工具和材料：各小组根据设计方案和所选材料，准备相应的制作工具和材料，如锯子、锤子、螺丝刀、胶水、木材、塑料板、金属管材等。教师检查各小组的准备情况，确保工具安全可用，材料齐全。3.制作过程：学生按照设计草图和确定的加工工艺，分工协作进行相片架的制作。在制作过程中，要注意安全操作，严格遵守工具的使用规范。教师巡回指导，及时发现学生在制作过程中遇到的问题，并给予技术支持和建议。例如，当学生在木材榫接时遇到困难，教师可以现场示范正确的榫接方法；当学生在金属焊接时出现焊接不牢固的情况，教师可以帮助分析原因并指导改进焊接工艺。鼓励学生在制作过程中发挥创新精神，对设计方案进行适当调整和完善，使制作出的相片架更符合设计要求和实际使用需求。

（七）展示与评价（20分钟）1.作品展示：各小组完成相片架制作后，将作品摆放在教室的展示区，进行集中展示。2.小组介绍：每个小组推选一名代表，向全班同学介绍本小组相片架的设计理念、结构特点、制作过程以及所选用的材料和工艺等。3.评价环节：学生自评：各小组代表介绍完后，先由小组成员对自己小组的作品进行自我评价，总结制作过程中的经验和不足之处，以及对设计和制作的体会。小组互评：其他小组的同学对展示的作品进行评价，从结构设计的合理性、造型美观度、创新性、制作工艺等方面发表自己的看法，提出优点和改进建议。教师评价：教师对各小组的作品进行综合评价，肯定学生们的创意和努力，对每个作品的优点给予表扬，同时针对存在的问题提出具体的改进意见。评价过程中注重鼓励学生的创新思维和实践能力，激发学生对结构设计的兴趣和热情。4.颁发奖项：根据评价结果，评选出一、二、三等奖若干名，颁发相应的奖品，如创意设计奖、最佳工艺奖、最具美观奖等，以资鼓励。

（八）课堂总结（5分钟）1.教师对本节课的内容进行回顾和总结：强调结构设计的重要性以及结构的基本概念、分类、影响结构强度和稳定性的因素。回顾相片架设计制作的全过程，包括设计思路、材料选择、加工工艺、制作过程中的问题解决等，帮助学生梳理知识体系，巩固所学内容。2.对学生在本节课中的表现给予肯定，鼓励学生在今后的学习和生活中继续保持创新精神，积极运用所学知识解决实际问题，不断提高自己的结构设计能力和动手实践能力。

五、教学资源1.多媒体教学设备，用于展示PPT、视频等教学资料。2.各种类型的相片架实物若干，用于课程导入和案例分析。3.制作相片架所需的工具和材料，如锯子、锤子、螺丝刀、胶水、木材、塑料板、金属管材等。4.相关的结构设计参考书籍和资料，供学生课后查阅。

六、教学反思通过本节课的教学，学生对结构设计有了初步的认识和理解，并通过相片架制作的实践活动，提高了观察能力、分析能力、创新思维能力和动手实践能力。在教学过程中，学生们表现出了浓厚的兴趣和积极的参与热情，小组合作也较为默契